濕式半導(dǎo)體工藝中的案例研究

引言

在廢氣處理領(lǐng)域，使用中央濕式洗滌器或如果含有VOC，則使用中央熱氧化器處理半導(dǎo)體制造中濕化學(xué)工藝產(chǎn)生的廢氣已成為公認(rèn)的做法。然而，隨著單晶圓濕法清潔工具進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)，本地濕法洗滌器具有優(yōu)勢。（江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司）

它們?nèi)〈碎_關(guān)盒，后者根據(jù)實(shí)際工藝條件將廢氣引導(dǎo)至不同的中央系統(tǒng)。與開關(guān)盒概念相比，其優(yōu)勢在于更小且更簡單的排氣管道、更小的中央處理系統(tǒng)負(fù)載、更少的潔凈室空氣損失、更小的占地面積和更高的工藝變更靈活性。實(shí)現(xiàn)了低排放濃度，并消除了酸和堿形成的鹽顆粒。（江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司）

半導(dǎo)體制造中的單晶圓清洗

半導(dǎo)體行業(yè)的許多工藝步驟都會排放有害廢氣。對于使用非?；顫姷臍怏w的化學(xué)氣相沉積或干法蝕刻，所謂的靠近源頭的廢氣使用點(diǎn)處理是常見的做法。相比之下，對于濕法化學(xué)工藝，使用中央濕式洗滌器處理廢氣是一種公認(rèn)做法，或者如果含有大量 VOC，則使用中央熱氧化器處理廢氣，這兩種方法通常都位于建筑物內(nèi)或建筑物頂部。然而，隨著單晶圓清洗在大規(guī)模生產(chǎn)中變得越來越普遍，局部濕式洗滌器具有優(yōu)勢。

在已經(jīng)使用了很長時間的濕式工作臺中，帶有多個晶圓的載體被浸沒在一系列液體浴中，其中濕式工作臺的每個隔間總是包含相同類型的液體。來自每個隔間的通風(fēng)空氣被引導(dǎo)到幾個排氣系統(tǒng)之一，通常分為酸性、堿性、VOC和一般排氣。（江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司）

相反，在單晶圓濕法清洗系統(tǒng)中，單晶圓被裝載在處理室中。濕法清潔工具具有多個處理室，可同時處理多個晶圓或在不同的處理室中執(zhí)行不同的處理步驟。清洗時，晶圓依次噴灑不同的液體化學(xué)品，然后通過旋轉(zhuǎn)晶圓將其去除。

圖1。濕法工作臺工藝廢氣處理新方法

如圖 1 所示，該問題之前通過將每個工具室的排氣分離為堿性、酸性或有機(jī)廢氣的管道來解決。這三種類型的排氣的分離是通過連接來自濕的幾個腔室的排氣管來實(shí)現(xiàn)的-清潔工具到所謂的開關(guān)盒，其中大尺寸閥門將每個排氣流從單個腔室引導(dǎo)到三個特定的中央排氣管之一，具體取決于每個腔室中的實(shí)際工藝步驟。然后每個排氣管都經(jīng)過特定的中央洗滌器處理。（江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司）

盡管開關(guān)盒性能良好，但有幾個缺點(diǎn)迫使芯片制造商尋找改進(jìn)的解決方案：為避免排氣管中的壓力調(diào)制，開關(guān)盒將空氣送入暫時不與工藝室連接的死角。因此，每個排氣管必須始終為所有工藝室傳導(dǎo)最大可能的流量。由于箱子必須靠近工具，在清潔環(huán)境內(nèi)，大量昂貴的清潔空氣會流失，必須更換。

在每個中央排氣管的下游，中央洗滌器系統(tǒng)始終加載最大流量的空氣，因此洗滌器的設(shè)計容量需要是工藝工具實(shí)際排放量的數(shù)倍。

__SALIX的工作原理 __

為了適應(yīng)占地面積和高度的限制，洗滌器級必須盡可能緊湊。因此，具有多個相互堆疊的洗滌單元的典型塔結(jié)構(gòu)是不合適的。兩個矩形填料逆流級并排布置在一個框架內(nèi)。因為氣體轉(zhuǎn)移到液相取決于接觸的液體表面，所以兩個階段都設(shè)計為填充柱。緊密填料的選擇是設(shè)計中的一個關(guān)鍵點(diǎn)，因為較小的填料通常會增加接觸面，但也會導(dǎo)致填料上的壓降更高。（江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司）

由于洗滌器的高度是固定的，因此填料的比表面積必須盡可能大；然而，各個包裝材料單元之間需要有足夠的開放空間，以便排氣扇仍然可以不斷地補(bǔ)償填料兩端的壓力差。氣流路徑和除霧器內(nèi)的狹窄區(qū)域和彎曲會導(dǎo)致系統(tǒng)的壓降。因為兩個階段都是逆流塔，氣體必須從洗滌器側(cè)面的入口流到第一階段的底部，然后再從第一階段的頂部流到第二階段的底部，并且從洗滌器的側(cè)面出來。為了SALIX 的緊湊設(shè)計，需要減輕系統(tǒng)中壓降的可能性。

__結(jié)論 __

通過SALIX系統(tǒng)的設(shè)計實(shí)現(xiàn)了用于處理單晶圓濕法清潔工具廢氣的使用點(diǎn)濕式洗滌器概念，并在一家晶圓廠成功進(jìn)行了評估。實(shí)現(xiàn)了低排放濃度，并消除了酸和堿形成的鹽顆粒。與舊系統(tǒng)相比的優(yōu)點(diǎn)是：排氣管更小、更簡單；中央洗滌器系統(tǒng)的負(fù)載更??；流程變更的更高靈活性；減少潔凈室空氣的損失，并減少占地面積。（江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司）

江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司主要從事濕法制程設(shè)備，晶圓清潔設(shè)備，RCA清洗機(jī)，KOH腐殖清洗機(jī)等設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)和維護(hù)

審核編輯 黃宇